Наша галактика, Млечный Путь, непостижимо велика: ее диаметр составляет около 100 000 световых лет, а количество звезд превышает 100 миллиардов. Однако вначале формирования Вселенной она не была такой большой. Млечный Путь расширялся, поглощая более мелкие галактики, что привело к возникновению спиральной структуры и стимулировало активное звездообразование. Исследователи из Института Макса Планка говорят, что самые ранние галактические слияния произошли примерно 12–13 миллиардов лет назад, а сейчас им удалось идентифицировать остатки этих событий, все еще дрейфующие в космосе.
Галактические слияния - это одни из самых ярких событий во Вселенной. Облака водорода сталкиваются и дестабилизируются, что приводит к формированию новых популяций звёзд. Однако все галактики содержат и свои собственные, более старые звездные популяции, которые перемешиваются с новыми. До недавнего времени отследить эти древние звезды было невозможно. Кхьяти Малхан и Ханс-Вальтер Рикс из Института астрономии Макса Планка проанализировали данные двух ведущих галактических обсерваторий и выявили два потока звезд, которые, возможно, положили начало Млечному Пути.
Млечный путь в период своего созревания поглощал более мелкие галактики.
Европейское космическое агентство (ЕКА) запустило космическую обсерваторию Гайя в 2013 году, и с тех пор она нанесла на карту расположение и движение 1,5 миллиардов звезд в нашей галактике. В результате этой работы была создана самая подробная карта Млечного Пути из когда-либо существовавших, что позволило ученым идентифицировать огромные структуры, такие как «Бедное старое сердце», состоящее из древнейших звезд, появившихся в начале существования нашей галактики. Этот постоянно растущий массив данных помог Малхану и Риксу выявить две группы звезд, движущихся по схожим траекториям. Обнаруженные звездные вихри были названы Шакти и Шивой в честь индуистских божеств.
Затем исследователи объединили картографические данные телескопа Gaia с подробными спектрами звезд из Слоановского цифрового небесного обзора (SDSS), который работает с 2,5-метрового телескопа в Калифорнии. Данные SDSS позволили Малхану и Риксу определить химический состав Шакти и Шивы. Благодаря объединению этих двух наборов данных в центре внимания оказалась популяция древних звезд. «Мы заметили, что для определенного диапазона звезд с низким содержанием металлов звезды были сосредоточены вокруг двух конкретных комбинаций энергии и углового момента», — сказал Малхан.
Обсерватория Gaia составила карту 1,5 миллиарда звезд в Млечном Пути, включая Шакти и Шиву. Источник: ЕКА
Подобно звездам "Старого Бедного Сердца", эти космические объекты лишены тяжелых металлов. Эти элементы образуются только в ядрах сверхтяжелых звезд и при чудовищном жаре сверхновой, поэтому в ранней Вселенной они были редки. Таким образом, астрономы выяснили, что популяции звёзд Шакти и Шива очень старые, а данные Gaia показали, что они также обладают высокой энергией и угловым моментом по сравнению со "Старым бедным сердцем". Совокупность этих фактов указывает на их внегалактическое происхождение.
В исследовании делается вывод, что звездные вихри Шакти и Шива, вероятно, являются реликтами первых галактических слияний, которые задали вектор превращению Млечного Пути в крупную спиральную галактику, какой она предстает сегодня. Предстоящие публикации результатов SDSS, а также строящаяся обсерватория Рубина должны помочь астрономам подтвердить происхождение Шакти и Шивы.
